Ðåëàêñàöèîííûå ãåíåðàòîðû ñ òðèããåðîì Øìèäòà Îòëè÷èòåëüíîé îñîáåííîñòüþ ýëåêòðîííîé ñõåìû ñ íàçâàíèåì «òðèããåð Øìèäòà» ÿâëÿåòñÿ íàëè÷èå ïåòëè ãèñòåðåçèñà â ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòåðèñòèêå, òî åñòü çàâèñèìîñòè âûõîäíîãî ñèãíàëà îò âõîäíîãî (ðèñ.1). Ò àêàÿ õàðàêòåðèñòèêà ïîëó÷àåòñÿ, åñëè óñèëèòåëü îõâàòèòü öåïüþ ãàëüâàíè÷åñêîé ïîëîæèòåëüíîé îáðàòíîé ñâÿçè. Èçâåñòíû ñõåìû òðèããåðà Øìèäòà íà ýëåêòðîííûõ ëàìïàõ, ïîëåâûõ è áèïîëÿðíûõ òðàíçèñòîðàõ è â èíòåãðàëüíîì èñïîëíåíèè.  äàííîé ñòàòüå áóäåò ðàññìîòðåíà ñõåìà òðèããåðà Øìèäòà íà îïåðàöèîííîì óñèëèòåëå (ðèñ. 2), ïîçâîëÿþùàÿ â ðÿäå ñëó÷àåâ ïîëó÷èòü ïðè åå ïðèìåíåíèè èíòåðåñíûå ðåçóëüòàòû. UВЫХ UВХ Ðèñ. 1 Ðàññìàòðèâàåìàÿ ñõåìà èìååò ñèììåòðè÷íóþ ïåòëþ ãèñòåðåçèñà (ðèñ. 3), ïðè óñëîâèè, UВХ ÷òî íàïðÿæåUВЫХ íèå íàñûùåíèå Uí îïåðàR2 öèîííîãî R1 óñèëèòåëÿ â îáëàñòè ïîëîÐèñ. 2 æèòåëüíîãî è îòðèöàòåëüíîãî âûõîäíîãî UВЫХ íàïðÿæåíèÿ êîëè÷åñòâåííî UH –UП îäèíàêîâû, ÷òî UВХ ÷àùå âñåãî è –UH UП íàáëþäàåòñÿ. Øèðèíà ïåòëè ã è ñ ò å ð åç è ñ à Ðèñ. 3 îïðåäåëÿåòñÿ âåëè÷èíîé ïîðîãîâûõ íàïðÿæåíèé, çàâèñÿùèõ îò ñîîòíîøåíèÿ ñîïðîòèâëåíèé ðåçèñòîðîâ R1 è R2: Uï = Uí ⋅ R1/(R1+R2). Íàèáîëåå ÷àñòî òðèããåð Øìèäòà èñïîëüçóåòñÿ â êà÷åñòâå ïîðîãîâîãî óñòðîéñòâà ñ óìåíüøåííîé ÷óâñòâèòåëüíîñòüþ ê ñèãíàëàì ïîìåõ. Îäíàêî â äàííîé ñòàòüå áóäóò ðàññìîòðåíû äðóãèå åãî ïðèìåíåíèÿ. Ãåíåðàòîð ïðÿìîóãîëüíîãî íàïðÿæåíèÿ Ñõåìà ãåíåðàòîðà ñ ñèãíàëîì ïðÿìîóãîëüíîé ôîðìû, î÷åíü áëèçêèì ê ìåàíäðó, èçîáðàæåíà íà ðèñ. 4. Çäåñü èíòåãðèðóþùàÿ RC-öåïî÷êà ñòîèò â öåïè îòðèöàòåëüíîé îáðàòíîé ñâÿçè. Íàïðÿæåíèå ïðÿìîóR ãîëüíîé ôîðìû íà C âûõîäå ñõåìû èíòåãðèðóåòñÿ ýòîé öåïî÷êîé è íà èíâåðòèðóþùåì âõîäå ÎÓ R2 R1 ïîëó÷àåòñÿ ïèëîîáðàçíîå íàïðÿæåíèå, ñîñòîÿùåå èç îòðåçÐèñ. 4 êîâ ýêñïîíåíò ñ àìïëèòóäîé ðàâíîé ïîðîãîâîìó íàïðÿæåíèþ òðèããåðà Øìèäòà. Ýòîò ñèãíàë ïåðåêëþ÷àåò òðèããåð ïî ïåòëå ãèñòåðåçèñà. Àíàëèç ñõåìû ãåíåðàòîðà ïîêàçûâàåò, ÷òî ÷àñòîòà ãåíåðàöèè îïðåäåëÿåòñÿ âûðàæåíèåì 2R1 VT2 R2 Ò+= R+ ⋅ C ⋅ ln(1+2R1/R2) T= R ⋅ C ⋅ ln(1+2R1/R2). Ïîñêîëüêó õàðàêòåðèñòèêè äèîäîâ çàìåòíî R– çàâèñÿò îò òåìïåðàòóðû, òåìÐèñ. 5 ïåðàòóðíàÿ ñòàáèëüíîñòü ÷àñòîòû ãåíåðèðóåìîãî ñèãíàëà íåñêîëüêî óõóäøèòñÿ. R+ Ãåíåðàòîðû ëèíåéíî ìåíÿþùåãîñÿ íàïðÿæåíèÿ  ñõåìå íà ðèñ. 6 êîíäåíñàòîð áûñòðî çàðÿæàåòñÿ ÷åðåç ýìèòòåðíûé ïîâòîðèòåëü íà òðàíçèñòîðå VÒ1 è ìåäëåííî R3 R2 R1 C –UП Ðèñ. 6 ðàçðÿæàåòñÿ ïîñòîÿííûì òîêîì, âûðàáàòûâàåìûì ñõåìîé íà òðàíçèñòîðå VÒ2.  ðåçóëüòàòå íà êîíäåíñàòîðå ïîëó÷àåòñÿ ïèëîîáðàçíîå ëèíåéíî ïàäàþùåå íàïðÿæåíèå. Ïðè R1 = R2 ÷àñòîòà ãåíåðàöèè áóäåò â ïåðâîì ïðèáëèæåíèè îïðåäåëÿòüñÿ âûðàæåíèåì +UП DA1 544УД2 C1 10,0 R3 7,5 к VT1 KT815 DA2 544УД2 RH L 20 мкГн R8 100 R4 12 к R2 1,3 к R7 8,2 C3 0,47 VT2 KT814 –UП Äëÿ òîãî, ÷òîáû ôîðìà Ðèñ. 8 ãåíåðèðóåìîãî ñèãíàëà íå èñêàæàëàñü, íàãðóçêà ãåíåðàòîðà äîëæíà èìåòü äîñòàòî÷íî áîëüøîå ñîïðîòèâëåíèå, ëèáî íåîáõîäèìî èñïîëüçîâàòü äîïîëíèòåëüíûé áóôåðíûé R2 R1 R R5 15 к R6 8,2 C2 75 R1 1,3 к f = 1/(3 ⋅ R3 ⋅ C). f = 1/(2 ⋅ R ⋅ C ⋅ ln(1+2R1/R2)). Ýòîò ðåçóëüòàò íå çàâèñèò îò íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ ÎÓ è íàïðÿæåíèÿ íàñûùåíèÿ.  ðåçóëüòàòå ñòàáèëüíîñòü ÷àñòîòû ãåíåðàöèè ïîëó÷àåòñÿ íàìíîãî áîëåå âûñîêîé â ñðàâíåíèè ñ äðóãèìè ðåëàêñàöèîííûìè ãåíåðàòîðàìè. Ïî ñóùåñòâó íåñòàáèëüíîñòü ÷àñòîòû ãåíåðàöèè, åñëè îíà íå ñëèøêîì âûñîêà, îïðåäåëÿåòñÿ íåñòàáèëüíîñòüþ ýëåìåíòîâ R, C, R1 è R2 â ñîîòâåòñòâèè ñ ïðèâåäåííîé âûøå ôîðìóëîé.  äèàïàçîíå çâóêîâûõ ÷àñòîò êðàòêîâðåìåííàÿ íåñòàáèëüíîñòü ÷àñòîòû ìîæåò áûòü ìåíüøå ÷åì 0,01%. Çàìåíèâ R íà öåïî÷êó, ïîêàçàííóþ íà ðèñ. 5, ïîëó÷èì âîçìîæíîñòü ãåíåðèðîâàòü íåñèììåòðè÷íûé ñèãíàë ïðÿìîóãîëüíîé ôîðìû ñ íåçàâèñèìîé ðåãóëèðîâêîé äëèòåëüíîñòè ïîëîæèòåëüíîé è îòðèöàòåëüíîé ïîëóâîëí. åñëè íà ïåðâîå ìåñòî âûõîäÿò òðåáîâàíèÿ êîìïàêòíîñòè è âûñîêîãî êîýôôèöèåíòà ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ, èñïîëüçîâàíèå óñèëèòåëÿ êëàññà D ìîæåò îêàçàòüñÿ îïðàâäàííûì. Ñõåìà òàêîãî óñèëèòåëÿ èçîáðàæåíà íà ðèñ. 8. Ìîäóëÿòîð ØÈÌ èñïîëüçóåò ýëåêòðîííûé èíòåãðàòîð DA1 è òðèããåð Øìèäòà DA2, îáðàçóþùèå ãåíåðàòîð ïðÿìîóãîëüíîãî íàïðÿæåíèÿ. Âõîäíîé ñèãíàë ìîäóëèðóåò èìïóëüñû ïî øèðè- +UП VT1 C Ðèñ. 7 óñèëèòåëü ñ áîëüøèì âõîäíûì ñîïðîòèâëåíèåì.  ñõåìå íà ðèñ. 7 èñïîëüçóåòñÿ äðóãîé âàðèàíò ïîñòðîåíèÿ òðèããåðà Øìèäòà. Ñèãíàë ñíèìàåòñÿ ñ âûõîäà ýëåêòðîííîãî èíòåãðàòîðà, èìåþùåãî íèçêîå âûõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå, ÷òî óïðîùàåò ñîãëàñîâàíèå ñ íèçêîîìíîé íàãðóçêîé. Ïîðîãîâûå íàïðÿæåíèÿ ïåòëè ãèñòåðåçèñà ðàâíû Uï = UíR1/R2. ×àñòîòà ãåíåðàöèè îïðåäåëÿåòñÿ ôîðìóëîé f = R2/(2 ⋅ R ⋅ C ⋅ R1). íå èìåííî òàê, êàê íàäî äëÿ ðàáîòû óñèëèòåëÿ êëàññà D. Ïîëó÷åííûå èìïóëüñû óñèëèâàþòñÿ ïî òîêó òðàíçèñòîðàìè VT1 è VT2 è ÷åðåç óñðåäíÿþùóþ öåïî÷êó L, C3 ïîäàþòñÿ â íàãðóçêó. Âñÿ ñõåìà îõâà÷åíà öåïüþ îòðèöàòåëüíîé îáðàòíîé ñâÿçè ÷åðåç ðåçèñòîð R2. ×àñòîòà òàêòîâûõ èìïóëüñîâ ØÈÌ-ãåíåðàòîðà îêîëî 300 êÃö.  äèàïàçîíå çâóêîâûõ ÷àñòîò êîýôôèöèåíò íåëèíåéíûõ èñêàæåíèé îêîëî 0,1%.  ïðèâåäåííîé ñõåìå èñïîëüçîâàí ïðîñòåéøèé âûõîäíîé óñèëèòåëü, íå îáåñïå÷èâàþùèé ïîëó÷åíèå ìàêñèìàëüíîãî êîýôôèöèåíòà ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ, íî äîñòàòî÷íûé äëÿ èëëþñòðàöèè ïðèíöèïà äåéñòâèÿ óñèëèòåëÿ êëàññà D. Øèðîòíî-èìïóëüñíûé ìîäóëÿòîð óñòðîéñòâà, ïðèâåäåííîãî íà ðèñ. 8, ìîæåò áûòü ïðèìåíåí â óñòðîéñòâàõ ìàãíèòîôîííîé çàïèñè. Åãî âûõîäíîé ñèãíàë ñîäåðæèò âñå íåîáõîäèìûå êîìïîíåíòû äëÿ íåïîñðåäñòâåííîé ïîäà÷è åãî íà çàïèñûâàþùóþ ìàãíèòîôîííóþ ãîëîâêó. Îòïàäàåò íåîáõîäèìîñòü â ïðèìåíåíèè äîïîëíèòåëüíîãî ãåíåðàòîðà ïîäìàãíè÷èâàíèÿ. Ãåîðãèé Ïåòèí sashapet@mail.ru Åñëè âûáðàòü R2 = 2R1, òîãäà f = 1/(RC). Óñèëèòåëü êëàññà D Ýòî óñèëèòåëü, â êîòîðîì ñèãíàë ïðåîáðàçóåòñÿ â øèðîòíî-èìïóëüñíî ìîäóëèðîâàííûé ñèãíàë (ØÈÌ), ñ ïîñëåäóþùèì âîññòàíîâëåíèåì èñõîäíîãî ñèãíàëà ïîñðåäñòâîì èñïîëüçîâàíèÿ óñðåäíÿþùåé öåïî÷êè. Ïîñêîëüêó ïðè óñèëåíèè èñïîëüçóþòñÿ èìïóëüñû ïðÿìîóãîëüíîé ôîðìû, è óñèëèòåëüíûå ýëåìåíòû ðàáîòàþò â êëþ÷åâîì ðåæèìå, òåîðåòè÷åñêèé êîýôôèöèåíò ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ òàêîãî óñèëèòåëÿ ðàâåí 100%. Íåäîñòàòêàìè óñèëèòåëÿ êëàññà D ÿâëÿþòñÿ áîëåå ñëîæíàÿ ñõåìà, ïîâûøåííûé óðîâåíü øóìîâ è ñîçäàíèå ðàäèîïîìåõ. Îäíàêî Ëèòåðàòóðà 1. Ïåòèí Ã. Ï. Ðåëàêñàöèîííûå ãåíåðàòîðû è ðåëàêñàöèîííûå ðåëå ñ èñïîëüçîâàíèåì ñõåìû ñëåäÿùåãî ðåëå. Ðàäèîòåõíèêà, 1958, ¹7. 2. Ïåòèí Ã. Ï. Òðèããåð Øìèäòà íà ïëîñêîñòíûõ òðèîäàõ. Ðàäèîòåõíèêà, 1959, ¹9. 3. Àëåêñåíêî À. Ã., Êîëîìáåò Å. À., Ñòàðîäóá Ã. È. Ïðèìåíåíèå ïðåöèçèîííûõ àíàëîãîâûõ ìèêðîñõåì. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü. 1985. 4. Êîëîìáåò Å. À. Ìèêðîýëåêòðîííûå ñðåäñòâà îáðàáîòêè àíàëîãîâûõ ñèãíàëîâ. Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1991. 5. Òèòöå Ó., Øåíê Ê. Ïîëóïðîâîäíèêîâàÿ ñõåìîòåõíèêà. Ì.: Ìèð, 1982. 6. Õîðîâèö Ï., Õèëë Ó. Èñêóññòâî ñõåìîòåõíèêè. Ì.: Ìèð. 1993.